内容正文:
第2讲 单调性与奇偶性
奇偶性的判断·含参奇偶·单调性应用·三个性质交汇
一、奇偶性的判断与求参数
1. 奇偶性判断两步走. 第一步看定义域:必须关于原点对称,否则直接判非奇非偶;第二步算 并与 、 比较.含绝对值、对数的式子(如 )先想图象或取特值.
2. 求参数的两种武器. ①特殊值法:奇函数若 在定义域内则 ;偶函数常取 、 列方程.②展开比较法:算出 ,整理成与 恒等的形式,对比结构求参数.求出的参数都要回代验证.
3. 常见奇偶”积木”. 、、、 是奇;、常数、、 是偶;而 、 这类混合结构,靠 展开对比定参数.
例1(多选·★★★☆☆)
下列函数中既是偶函数,又在上单调递减的是( )
A.
B.
C.
D.
例2(多选·★★★☆☆)
已知函数,则( )
A. 为偶函数
B.
C. 无零点
D. 在上单调递减
例3(填空·★★☆☆☆)
已知函数是偶函数,则 = __________.
例4(填空·★★☆☆☆)
已知是偶函数,则 = __________.
例5(填空·★★☆☆☆)
设实数,函数为奇函数,则 = ______________.
例6(单选·★★☆☆☆)
已知函数,当函数为奇函数时,为( )
A.
B.
C. 0
D.
变式1(单选·★★☆☆☆)
若函数为偶函数,则 = ( )
A.
B.
C.
D.
变式2(填空·★★☆☆☆)
若函数(,且)是偶函数,且,则 = ______.
变式3(填空·★★☆☆☆)
已知函数是偶函数,则 = ______.
二、单调性与奇偶性的综合应用
1. 奇函数+单调性的”符号地图”. 奇函数图象关于原点对称:若在 上递减且 ,则 在 上也递减且 ,并且 的区间是 , 的区间是 .解不等式前,先把这张”符号地图”画出来.
2. 解 型不等式的流程. ①由奇偶性、单调性、零点画出 的符号分布;②把 看成整体落进”正区间/负区间”;③解出 ,注意端点是否取到.
3. 偶函数的单调性分界. 偶函数在 与 上单调性相反.解偶函数不等式 时,转化为比较 与 (离对称轴越远,函数值越靠近递增方向).
例7(单选·★★☆☆☆)
已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
例8(单选·★★☆☆☆)
已知是定义在上的奇函数,且在上单调递减,,则的解集为( )
A.
B.
C.
D.
例9(单选·★★★★☆)
定义域为的偶函数在上单调递减,且,若关于的不等式的解集为,则的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
变式4(单选·★★☆☆☆)
已知是上的奇函数,且,若在上单调递减,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
变式5(多选·★★★☆☆)
已知连续函数是定义域为的偶函数,且在区间上单调递增,则下列说法正确的是( )
A. 函数在上单调递增
B. 函数在上单调递增
C. 函数存在极小值点
D. “”是“”的充要条件
变式6(单选·★★★☆☆)
已知函数的最小正周期为,将所有的正零点按从小到大的顺序排列得到数列,则数列的前12项的和为( )
A.
B.
C.
D.
三、对称·周期·奇偶的交汇
1. 三条”翻译”规则. ①(或 ) 图象关于直线 对称;② 关于点 对称;③ 周期为 .含参数的(如 为奇函数),先整体替换:对称中心/轴在括号内使式子为零的位置—— 为奇函数 关于点 对称,即 .
2. 两个对称推出周期. 一条轴 加一个中心 :周期为 ;两条轴 、:周期为 ;两个中心:周期为 .推导都靠连续两次代入.
3. 周期函数求值与求和. 先用 把大自变量拉回基础区间;数列求和按”一个周期内各位置函数值的和”乘以周期数,再补余项.
例10(多选·★★★☆☆)
已知函数和均为上的偶函数,则( )
A. 在单调递增
B.
C.
D.
例11(单选·★★★★☆)
若定义在上的函数满足,是奇函数,,设函数,则 = ( )
A. 5
B. 4
C. 3
D. 2
例12(单选·★★★★☆)
已知函数和的定义域均为.若是奇函数,是偶函数,且,则 = ( )
A.
B.
C.
D.
变式7(单选·★★★☆☆)
若定义在 上的函数 满足 为奇函数, 为偶函数,且 ,则 = ( )
A. -1
B. 0
C. 1
D.
变式8(单选·★★★☆☆)
已知函数的定义域为,若满足为偶函数,且为奇函数,则下列选项一定正确的是( )
A.
B.
C.
D.
变式9(单选·★★★★☆)
已知函数和的定义域均为,且为偶函数,为奇函数,若,均有,则 = ( )
A. 575
B. 598
C. 621
D. 624
变式10(多选·★★★★☆)
已知函数是定义在R上的奇函数,且满足,当时,,则下列结论正确的是( )
A. 的图象关于直线对称
B.
C. 在区间上单调递增
D. 当时,方程的所有解的和为
变式11(多选·★★★★☆)
已知定义在上的偶函数满足,设在上的导函数为,则( )
A.
B.
C.
D.
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第2讲 单调性与奇偶性
奇偶性的判断·含参奇偶·单调性应用·三个性质交汇
一、奇偶性的判断与求参数
1. 奇偶性判断两步走. 第一步看定义域:必须关于原点对称,否则直接判非奇非偶;第二步算 并与 、 比较.含绝对值、对数的式子(如 )先想图象或取特值.
2. 求参数的两种武器. ①特殊值法:奇函数若 在定义域内则 ;偶函数常取 、 列方程.②展开比较法:算出 ,整理成与 恒等的形式,对比结构求参数.求出的参数都要回代验证.
3. 常见奇偶”积木”. 、、、 是奇;、常数、、 是偶;而 、 这类混合结构,靠 展开对比定参数.
【通法】判断奇偶性:先定义域对称,再算 比较.
【通法】奇函数且 定义域 .
【通法】偶函数求参:取 、 列方程,回代验证.
例1(多选·★★★☆☆)
下列函数中既是偶函数,又在上单调递减的是( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】判断”既是偶函数又在 上递减”,逐个选项过两关:先看奇偶,再看单调性.
A.(),是偶函数,但在 上递增,不合; B.,偶函数,且 时幂指数为负,递减,合; C.,偶函数,且 时 递减,合; D.,偶函数,但 时 递增,不合. 故选 BC.
【易错】A 选项 化简时要注意定义域: 要求 ,化简后 的定义域同样要去掉 ,不能当成 上的函数处理.
【答案】BC
例2(多选·★★★☆☆)
已知函数,则( )
A. 为偶函数
B.
C. 无零点
D. 在上单调递减
【切入点】 的图象是 的图象左右对称拼接,定义域 ,逐项检验.
A.,偶函数,正确; B.,错误; C.令 得 ,有两个零点,错误; D. 时 递减,外层 递增,同增异减,故 递减,正确. 故选 AD.
【通法】 这类”绝对值+单调函数”的组合是偶函数,图象关于 轴对称拼合;判断单调性时按 、 两段分别用”同增异减”.
【答案】AD
例3(填空·★★☆☆☆)
已知函数是偶函数,则 = __________.
【切入点】偶函数即 对一切 成立.先算 ,整理对比.
. 令 ,即 , 移项得 . 由 恒成立,得 . 回代:,确为偶函数.故 .
【易错】由 求 时,因为 恒成立,才能两边约去;若因式可能为零,则需逐段讨论.
【答案】
例4(填空·★★☆☆☆)
已知是偶函数,则 = __________.
【切入点】同上,用 展开.本题分母含参数,展开后化简,再用待定验证.
. 由 ,通分整理:
要此式对一切 恒成立,比较指数结构可得 ,即 . 验证 :,则
故 .
【答案】
例5(填空·★★☆☆☆)
设实数,函数为奇函数,则 = ______________.
【切入点】先用”奇函数”定参数 ,再代值.本题 不在定义域内,改用 展开.
由 :
交叉相乘展开:
对比得 ,即 ,又 ,故 . 于是 ,而 ,所以
【答案】
例6(单选·★★☆☆☆)
已知函数,当函数为奇函数时,为( )
A.
B.
C. 0
D.
【切入点】奇函数且 在定义域内,先由 定 .
,得 . 由 ,得 . 故 .故选 A.
【易错】 的处理:底数换成 ,指数式化为 ,不要算成 .
【答案】A
变式1(单选·★★☆☆☆)
若函数为偶函数,则 = ( )
A.
B.
C.
D.
解:偶函数用 列方程:
即 ,得 ,. 回代验证 对一切 成立. 故 .故选 D.
【答案】D
变式2(填空·★★☆☆☆)
若函数(,且)是偶函数,且,则 = ______.
解:偶函数说明图象关于 轴对称,即对称轴 . 于是 ,由 得 ,又 且 ,故 .
【答案】
变式3(填空·★★☆☆☆)
已知函数是偶函数,则 = ______.
解:. 令 ,即 , 得 ,故 .
【答案】
二、单调性与奇偶性的综合应用
1. 奇函数+单调性的”符号地图”. 奇函数图象关于原点对称:若在 上递减且 ,则 在 上也递减且 ,并且 的区间是 , 的区间是 .解不等式前,先把这张”符号地图”画出来.
2. 解 型不等式的流程. ①由奇偶性、单调性、零点画出 的符号分布;②把 看成整体落进”正区间/负区间”;③解出 ,注意端点是否取到.
3. 偶函数的单调性分界. 偶函数在 与 上单调性相反.解偶函数不等式 时,转化为比较 与 (离对称轴越远,函数值越靠近递增方向).
【通法】奇函数解不等式:先画符号地图(零点两侧正负交替),再套复合条件.
【通法】偶函数比较大小:转化为比较自变量到对称轴的距离.
例7(单选·★★☆☆☆)
已知函数是定义在上的奇函数,且当时,,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】 时 ,在 内的零点为 .由奇函数性质 ,故 也是零点.把 上的符号地图画出来.
时 ; 时由对称性 . 所以 . 于是 或 , 解得 或 .故选 B.
【关键】奇函数的零点成对出现:.注意 只是 段解析式 的根,不在 内,根本不是 的零点——先定零点集合,再画符号地图.
【答案】B
例8(单选·★★☆☆☆)
已知是定义在上的奇函数,且在上单调递减,,则的解集为( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】 拆成两类: 且 ,或 且 .先画 的符号地图.
奇函数且在 递减,:由奇函数在对称区间上单调性相同, 在 上也递减,且 . 符号地图:;. ① 且 :得 ; ② 且 :得 . 综上,解集为 ,故选 D.
【易错】奇函数在原点两侧的零点也对称: 对应 .漏掉 这个零点,符号地图就错一半.
【答案】D
例9(单选·★★★★☆)
定义域为的偶函数在上单调递减,且,若关于的不等式的解集为,则的最小值为( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】不等式两边都有 ,但 (偶函数),先合并;解集是 ,反推参数关系——由解集反推条件是本题的破题点.
偶函数:,于是原不等式等价于
令 ,,则不等式为 ,其解集为 . 的符号: 或 时 ; 时 . 要乘积非负:① 时需 ;② 时需 . 代入端点 取等:,得 .检验: 时一次式为 ,① 时 ✓;② 时 ✓. 故 .于是 , 当且仅当 即 时取等.故最小值为 ,选 C.
【答案】C
变式4(单选·★★☆☆☆)
已知是上的奇函数,且,若在上单调递减,则不等式的解集为( )
A.
B.
C.
D.
解:奇函数在 递减,则它在 上也递减,且 、、. 符号地图:. 故选 A.
【答案】A
变式5(多选·★★★☆☆)
已知连续函数是定义域为的偶函数,且在区间上单调递增,则下列说法正确的是( )
A. 函数在上单调递增
B. 函数在上单调递增
C. 函数存在极小值点
D. “”是“”的充要条件
解:A. 时 与 都递增,相加仍递增,正确; B.反例:取 (偶,在 递增),则 在 上递减,错误; C. 是”外增内偶”: 在 处取最小值,由外层递增,复合函数在 处取最小值,即存在极小值点,正确; D.令 ,条件即 .必要性:取 (即 ),得 ;充分性:若 ,由 偶且在 递增,对一切 有 ,而 在 时不超过 (于 取到)、在 时非正,故恒成立.正确. 故选 ACD.
【答案】ACD
变式6(单选·★★★☆☆)
已知函数的最小正周期为,将所有的正零点按从小到大的顺序排列得到数列,则数列的前12项的和为( )
A.
B.
C.
D.
【提示】本题化为 后由周期 得 ,属三角函数性质与数列求和的综合:相邻正零点间隔依次为 循环,前 项分成 组,每组第 组和为 ,合计 .系统解法见三角专题.
【答案】A
三、对称·周期·奇偶的交汇
1. 三条”翻译”规则. ①(或 ) 图象关于直线 对称;② 关于点 对称;③ 周期为 .含参数的(如 为奇函数),先整体替换:对称中心/轴在括号内使式子为零的位置—— 为奇函数 关于点 对称,即 .
2. 两个对称推出周期. 一条轴 加一个中心 :周期为 ;两条轴 、:周期为 ;两个中心:周期为 .推导都靠连续两次代入.
3. 周期函数求值与求和. 先用 把大自变量拉回基础区间;数列求和按”一个周期内各位置函数值的和”乘以周期数,再补余项.
【通法】对称翻译: 是轴 ; 是中心 .
【通法】组合出周期:轴+中心相距 则周期 ;两轴或两中心相距 则周期 .
【通法】抽象函数求 型:化归到基础区间,再按周期拉回.
例10(多选·★★★☆☆)
已知函数和均为上的偶函数,则( )
A. 在单调递增
B.
C.
D.
【切入点】 的表达式里含未知的 ,直接看不出来.抓住” 是偶函数”这一条件,写出 ,把 解出来.
由 :
移项得 ,约分得
逐一检验: A.,当 时导数为 ,递增,正确; B.,不恒 ,错误; C.,正确; D.,错误. 故选 AC.
【答案】AC
例11(单选·★★★★☆)
若定义在上的函数满足,是奇函数,,设函数,则 = ( )
A. 5
B. 4
C. 3
D. 2
【切入点】 即 ,说明周期为 ; 是奇函数,即 关于点 对称.要算的 ,关键是把 逐个求出.
由 为奇函数:,换元 ,得
于是::取 ,则 ,得 ; ; ; . 所以
故选 A.
【答案】A
例12(单选·★★★★☆)
已知函数和的定义域均为.若是奇函数,是偶函数,且,则 = ( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】要求 ,需要两层:先由 为偶函数把 转成 ,再在关系式 中选合适的 值把 和 串起来.
第一步: 为奇函数 关于点 对称 . 第二步:在关系式中取 :,得 ;由 为偶函数,. 第三步:取 :,得 . 第四步: 为奇函数给出 ,取 :. 于是 .故选 D.
【关键】抽象函数求值的关键是选点代入:利用对称性把目标自变量(、)与关系式中”好算”的 (如 )挂上钩,一次代入解一个未知值.
【答案】D
变式7(单选·★★★☆☆)
若定义在 上的函数 满足 为奇函数, 为偶函数,且 ,则 = ( )
A. -1
B. 0
C. 1
D.
解: 为奇函数 关于点 对称,即 ; 为偶函数 关于直线 对称,即 . 联立两条对称关系可推 ,周期为 . 于是 以 为周期循环( 三个一循环). 由 ;由对称轴 得 ,而取 代入 得 ,故 ,即 ;再由 得 . 一个周期内和为 . ,故总和 .故选 B.
【答案】B
变式8(单选·★★★☆☆)
已知函数的定义域为,若满足为偶函数,且为奇函数,则下列选项一定正确的是( )
A.
B.
C.
D.
解: 为偶函数 关于直线 对称,即 ; 为奇函数 关于点 对称,即 . 取 代入第二式:,故 ; 取 :第二式给 ;第一式取 :; 取 :第一式给 ,于是 ,即 .故选 C.
【答案】C
变式9(单选·★★★★☆)
已知函数和的定义域均为,且为偶函数,为奇函数,若,均有,则 = ( )
A. 575
B. 598
C. 621
D. 624
【切入点】求 ,把两个对称条件”翻译”到 与 之间的关系: 为偶函数给出 ,故 ; 为奇函数给出 ,故 .
在 中: 取 :; 取 :,即 . 又 . 三式联立:前两式相减得 ;与 相加得 ,从而 ,. 故 .故选 C.
【答案】C
变式10(多选·★★★★☆)
已知函数是定义在R上的奇函数,且满足,当时,,则下列结论正确的是( )
A. 的图象关于直线对称
B.
C. 在区间上单调递增
D. 当时,方程的所有解的和为
解:A.,由奇函数性质 ,又 ,故 ,图象关于直线 对称,正确; B.,错误; C.周期为 , 恰为一个周期,起始位置对应 段, 在其上连续且单调递增,正确; D.每个周期段 内方程有两个解 与 ,和为 ; 含 共 组,和为 ,再加 内的解 ,总计 ,错误. 故选 AC.
【答案】AC
变式11(多选·★★★★☆)
已知定义在上的偶函数满足,设在上的导函数为,则( )
A.
B.
C.
D.
【切入点】 说明 关于点 对称,且可推出 ,进而周期为 ;而 的性质由求导继承.
对 两边求导,得 ,故 ,周期为 ; 又 为偶函数,则 为奇函数,. A.,故 ;对 求导得 ,取 得 ,故 ,即 ,正确; B. 的值无法由对称性与奇偶性唯一确定,错误; C.由 求导得 ,正确; D.一个周期内 (由 配对:,,),且 、; ,故总和 ,正确. 故选 ACD.
【答案】ACD
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